物理：2.1 探究決定導(dǎo)線電阻的因素 課件（粵教版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第一節(jié)探究決定導(dǎo)線電阻的因素 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解電阻是導(dǎo)體對(duì)電流具有阻礙作用的體現(xiàn) 2 知道導(dǎo)體的電阻與其他因素的關(guān)系 會(huì)計(jì)算電阻的大小 3 知道電阻率與溫度的關(guān)系 4 了解控制變量法在物理實(shí)驗(yàn)探究中的作用 重點(diǎn)難點(diǎn) 電阻與其他因素的關(guān)系 電阻定律 一 電阻定律的實(shí)驗(yàn)探究1 不同導(dǎo)體的電阻存在大小差異 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的 和 有關(guān) 與導(dǎo)體的材料有關(guān) 長(zhǎng)度 橫截面積 2 在實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)體電阻因素的實(shí)驗(yàn)中 采用的是 在保持導(dǎo)體的材料和橫截面積不變時(shí) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成正比 在保持導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度不變時(shí) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成反比 在保持導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積不變時(shí) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成正比 控制變量法 長(zhǎng)度 橫截面積 電阻率 3 電阻定律 實(shí)驗(yàn)表明 均勻?qū)w的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成 跟它的橫截面積S成 用公式表示為 正比 反比 思考感悟1 白熾燈泡燈絲斷了后 輕輕搖晃燈泡 斷了的燈絲還能搭接上 把燈泡再接入電路時(shí) 會(huì)發(fā)現(xiàn)比原來(lái)更亮了 為什么 二 電阻率1 電阻定律中比例常量 跟導(dǎo)體的 有關(guān) 是一個(gè)反映材料 的物理量 稱為材料的電阻率 值越大 材料的導(dǎo)電性能 2 電阻率的單位是 讀作歐姆米 簡(jiǎn)稱歐米 材料 導(dǎo)電性能 越差 m 3 材料的電阻率隨溫度的變化而改變 金屬的電阻率隨溫度的升高而 錳銅合金和鎳銅合金的電阻率受溫度影響很小 常用來(lái)制作 思考感悟2 用錳銅合金可以制成電阻溫度計(jì)嗎 提示 不能 增大 標(biāo)準(zhǔn)電阻 核心要點(diǎn)突破 2 電流表的兩種接法 圖2 1 1 試觸法 適用于Rx RV RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況 如圖2 1 1所示 把電壓表的接線端分別接b c兩點(diǎn) 觀察兩電表的示數(shù)變化 若電流表的示數(shù)變化明顯 說(shuō)明電壓表的分流對(duì)電路影響大 應(yīng)選用內(nèi)接法 若電壓表的示數(shù)有明顯變化 說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大 所以應(yīng)選外接法 2 電路的連接 1 導(dǎo)線長(zhǎng)度l是連入電路中導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度 即兩接線柱之間的導(dǎo)線的長(zhǎng)度 2 由于待測(cè)導(dǎo)線電阻較小 約為幾歐 一般采用電流表外接法 3 測(cè)量時(shí) 電流不宜過(guò)大 電流表用0 0 6A量程 通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng) 以免因發(fā)熱使電阻率變化 4 伏安法測(cè)電阻時(shí) 應(yīng)改變滑片的位置 讀出幾組電壓 電流值 分別算出R值 再求平均值 3 誤差分析 1 在探究電阻與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí) 接入電路的導(dǎo)線有效長(zhǎng)度不滿足2 1的關(guān)系而出現(xiàn)誤差 2 在探究電阻與導(dǎo)線橫截面積或材料的關(guān)系時(shí) 接入電路的導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度不相等而出現(xiàn)誤差 3 由于伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表外接法 導(dǎo)致R測(cè) R真 4 通電電流太大或通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 致使電阻絲發(fā)熱 電阻隨之發(fā)生變化 4 數(shù)據(jù)處理如圖2 1 2 把導(dǎo)體A接在電路中的M N兩點(diǎn)間閉合S調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片 可以得到關(guān)于導(dǎo)體A的幾組電壓和電流數(shù)據(jù) 下表是測(cè)得的一組數(shù)據(jù) 圖2 1 2 用描點(diǎn)法在直角坐標(biāo)系中作出U I圖象 得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線 換用另一導(dǎo)體B代替A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)又可得到導(dǎo)體B的幾組電壓 電流數(shù)據(jù) 如下表 圖2 1 3 在圖2 1 3的坐標(biāo)系中再作出其U I圖象 也是一條過(guò)原點(diǎn)的直線 從A B圖線的比較可以看出導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比 跟電壓成正比 這就是歐姆定律 U I圖線的斜率即為電阻 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 某待測(cè)電阻約為100 直流毫安表 量程0 10mA 內(nèi)阻50 直流電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻5k 要準(zhǔn)確地測(cè)量待測(cè)電阻的阻值 需要用 接法 測(cè)量值比真實(shí)值偏 解析 比較待測(cè)電阻與直流電流表和直流電壓表的阻值可知 待測(cè)電阻為小電阻 需要選用外接法 測(cè)量值為待測(cè)電阻與電壓表的總電阻 所以測(cè)量值比真實(shí)值偏小 答案 外小 解析 選D 導(dǎo)體的電阻率由材料本身性質(zhì)決定 并隨溫度而變化 導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度 橫截面積有關(guān) 與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中電流大小無(wú)關(guān) 故A B C錯(cuò)誤 電阻率反映材料的導(dǎo)電性能 電阻率常與溫度有關(guān) D正確 三 電阻與電阻率的區(qū)別 特別提醒 各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化 1 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 2 半導(dǎo)體 熱敏電阻 的電阻率隨溫度的升高而減小 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 單選 關(guān)于材料的電阻率 下列說(shuō)法中正確的是 A 把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段 則每段的電阻率都是原來(lái)的1 3B 材料的電阻率隨溫度的升高而增大C 純金屬的電阻率較合金的電阻率小D 電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量 電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大 解析 選C 電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性 與導(dǎo)體的長(zhǎng)度 橫截面積無(wú)關(guān) A選項(xiàng)錯(cuò) 金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大 半導(dǎo)體材料則相反 B選項(xiàng)錯(cuò) 合金的電阻率比純金屬的電阻率大 C選項(xiàng)對(duì) 電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差 不能表明對(duì)電流的阻礙作用一定大 因?yàn)殡娮璨攀欠从硨?duì)電流阻礙作用大小的物理量 而電阻還跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度 橫截面積有關(guān) D選項(xiàng)錯(cuò) 一根粗細(xì)均勻的金屬裸導(dǎo)線 若把它均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍 電阻變?yōu)樵瓉?lái)的 倍 若將它截成等長(zhǎng)的三段再絞合成一根 它的電阻變?yōu)樵瓉?lái)的 設(shè)拉長(zhǎng)與絞合時(shí)溫度不變 課堂互動(dòng)講練 方法總結(jié) 某導(dǎo)體形狀改變后 因總體積不變 電阻率不變 當(dāng)長(zhǎng)度l和面積S變化時(shí) 應(yīng)用V Sl來(lái)確定S和l在形變前后的關(guān)系 分別用電阻定律即可求出l和S變化前后的電阻關(guān)系 單選 如圖2 1 4所示 厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab 2bc 當(dāng)將A與B接入電路或?qū)與D接入電路中時(shí)電阻之比RAB RCD為 A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 圖2 1 4 答案 D 2011年蚌埠模擬 如圖2 1 5所示 P是一根表面鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜 粗細(xì)均勻的長(zhǎng)陶瓷管 其長(zhǎng)度l為50cm左右 直徑D為10cm左右 鍍膜材料的電阻率 已知 管的兩端有導(dǎo)電箍M N 現(xiàn)有刻度尺 電壓表V 電流表A 圖2 1 5 電源E 滑動(dòng)變阻器R 開(kāi)關(guān)S和若干導(dǎo)線 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定膜層厚度d的實(shí)驗(yàn)方案 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是 2 畫(huà)出測(cè)量電路圖 3 計(jì)算膜層厚度的公式是 圖2 1 6 答案 見(jiàn)精講精析 方法總結(jié) 用伏安法測(cè)電阻 由于待測(cè)電阻較小 故采用電流表外接法 另外 要善于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決有關(guān)的物理問(wèn)題 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全